【器件论文】通过 α-Ga₂O₃ 缓冲层提升 ε-Ga₂O₃ 日盲紫外光探测器的性能

        由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的研究团队在学术期刊 Materials Science in Semiconductor Processing 发布了一篇名为Performance improvement of ε-Ga₂O₃ solar-blind UV photodetector via an α-Ga₂O₃ buffer layer（通过 α-Ga₂O₃ 缓冲层提升 ε-Ga₂O₃ 日盲紫外光探测器的性能）的文章。

摘要

        ε-Ga₂O₃ 薄膜的异质外延生长长期以来受到与常用衬底之间显著的晶格和热膨胀系数不匹配的制约，这通常导致晶体质量一般且缺陷密度较高。为克服这一限制，研究人员提出了一种策略，即在 c 面蓝宝石衬底与 ε-Ga₂O₃ 薄膜之间引入 α-Ga₂O₃ 缓冲层，从而通过金属有机化学气相沉积法制备出高质量的 ε-Ga₂O₃ 薄膜。该方法利用同一材料体系内的多种晶相，在不引入任何外来杂质的情况下缓解了晶格和热失配问题。通过引入 α-Ga₂O₃ 缓冲层，ε-Ga₂O₃ 薄膜 X 射线衍射摇摆曲线的半高宽从 0.67° 降至 0.62°，同时氧空位浓度降低了 48%。更值得注意的是，集成缓冲层的 ε-Ga₂O₃ 基光探测器展现出显著降低的暗电流，响应速度明显加快。典型情况下，光谱抑制比（R_{240 nm}/R_{350 nm}）提高了两个数量级，从 1.18 × 10³ 提升至 1.55 × 10⁵。本研究不仅证明了 α-Ga₂O₃ 缓冲层是实现高性能 ε-Ga₂O₃ 基光电子器件的有效方法，同时也为解决材料异质外延中的常见挑战提供了一种可行的策略。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.mssp.2026.110616